Messung von Q beta-Werten neutronenreicher Tc- bis Pd-Isotope im Massenbereich A=110 bis A=117

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden zwölf Q(beta)-Werte von beta-instabilen Pd, Ru, Rh und Tc-Isotopen gemessen. Der betrachtete Massenbereich A=110 bis A=117 liegt am Rande des bekannten Gebiets der Nuklidkarte und umfasst sehr neutronenreiche kurzlebige Isotope dieser Elemente, die sich durch geringe Spalthäufigkeit auszeichnen.

Durch die geringen (Spalt-)Häufigkeiten dieser Nuklide liegen kaum Daten vor, teilweise auch nicht über die Niveauschemata. Es ist daher notwendig, eine protoneninduzierte Spaltungsreaktion zur Darstellung dieser Isotope zu verwenden und die Spaltprodukte innerhalb kürzester Zeit für die Messung nach Massen aufzutrennen, wie dies am IGISOL in Jyväskylä/Finnland geschieht.

Die aufgebaute Apparatur zur beta,gamma,X-Koinzidenz erlaubt es, während ein und desselben Experiments neben der Messung der Q(beta)-Werte gleichzeitig gamma,X-Koinzidenzen auszuwerten, die die benötigten Grundinformationen für die Q(beta)-Bestimmung über die beta,gamma-Koinzidenzen liefern. Es können somit nicht nur Q(beta)-Werte von Nukliden mit bereits bekannten Niveauschemata ermittelt, sondern auch erfolgreich Nuklide mit unvollständigen Niveauschemata einer ersten Messung unterzogen werden. Umgekehrt können beta,gamma-Koinzidenzdaten weitere Informationen zum Aufbau neuer Niveauschemata liefern.

Mit Hilfe der beschriebenen Koinzidenzmessung konnten zwölf Q(beta)-Werte von sehr neutronenreichen Pd- bis Tc-Isotopen gemessen und daraus die Kernmassen, Massenüberschüsse und Neutronen-Separationsenergien bestimmt werden. Von diesen wurden acht Werte erstmalig bestimmt, ein weiterer Wert konnte bestätigt sowie die Fehler von drei weiteren Werten um den Faktor Zehn verringert werden. Die gewonnenen Daten sind von Interesse für die Beurteilung von Kernmassenmodellen und gehen ebenso in Modellrechnungen der nuklearen Astrophysik ein.

The present work describes the measuring of Q(beta) values of beta-instable isotopes of Tc, Ru, Rh and Pd. The mass range A=110 to 117 comprises neutron-rich, short-living isotopes.

Due to their small (fission) abundances, few data are known, especially regarding level schemes or gamma radiation. The proton-induced fission and a fast online mass separation was used to produce these nuclides in the IGISOL facility located in Jyväskylä in Finland.

The beta,gamma,X coincidence apparatus used during the experiments allows measuring Q(beta) values as well as gamma,X coincidences. The latter represent the basic input data for a calculation of Q(beta) values out of beta,gamma coincidences. It is so possible to examine nuclides with incomplete level schemes; similarly, these level schemes can be extended using beta,gamma coincidence data.

Twelve Q(beta) values of neutron-rich Tc to Pd isotopes could be determined, yielding nuclear masses, mass defects and neutron separation energies. Eight of them were determined for the first time; another one could be confirmed. For three more, the error of earlier values could be decreased by a factor of nearly ten. The resulting data are of interest for the review of nuclear mass models, they represent also input in astrophysical network calculations.